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为探究火灾对橡树菌根真菌的影响，研究人员对相关区域进行研究，发现火灾后真菌多样性增加，意义重大。
森林中的野火，就像一把双刃剑，既带来破坏，也蕴含着新生的契机。在全球生态系统里，野火是重要的一环，但近年来其发生的频率和强度却在不断变化。在美国东部森林，尤其是大烟山国家公园（GSMNP），过去约 100 年里，防火策略成功抑制了森林火灾。不过，偶尔爆发的野火还是会打破这份宁静，2016 年的烟囱顶 2 号野火（Chimney Tops 2 Wildfire）就对当地生态造成了巨大影响。
橡树，作为森林生态系统的重要组成部分，与菌根真菌有着紧密的共生关系。当橡树种子萌发时，它需要与外生菌根（Ectomycorrhizal，ECM）真菌建立联系，才能茁壮成长。然而，野火会减少土壤中 ECM 真菌的繁殖体，这对橡树的生长和森林的恢复极为不利。此前已有研究表明，野火会降低 ECM 真菌的数量和多样性，但这种影响会因火灾的严重程度和范围而有所不同。而且，目前对于火灾后橡树幼苗与 ECM 真菌的共生情况，以及真菌群落的变化，还知之甚少。为了填补这些知识空白，来自美国田纳西大学、伊利诺伊自然历史调查所等机构的研究人员 Karen W. Hughes、Jennifer A. Franklin 等人开展了一项研究，相关成果发表在《Mycological Progress》上。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究这一问题。在样本采集方面，他们从大烟山国家公园内不同火灾程度的区域，包括严重烧毁（7 个地点）、中度烧毁（7 个地点）和未烧毁（8 个地点）的区域，以及两个规定火烧区域，采集了 2018 年萌发的橡树幼苗的根和萌生橡树的新细根。在分子实验技术上，研究人员从疑似外生菌根根尖提取 DNA，通过 PCR 扩增真菌条形码 —— 核核糖体内部转录间隔区（nrITS），并进行测序。之后，对测序结果进行分析，将序列分组为操作分类单元（OTUs） ，以此来确定真菌的种类和多样性。
研究结果如下：
- PCR 扩增成功率：研究人员共采集了 109 株橡树幼苗或萌生橡树的新细根，包含 361 个根尖样本，其中 238 个（65.9%）产生了足够清晰的序列用于初步真菌鉴定。严重烧毁区域的 PCR 扩增失败率较高，可能是因为土壤参数改变影响了新生长的橡树细根上菌根的形成。
- OTU 数量（稀有度和丰富度）：在可识别的 236 个根尖 PCR 扩增产物中，共鉴定出 124 个 OTU。红菇属（Russula）是种类最多样的属（25 个 OTU），其次是革菌属 - 毛革菌属（Thelephora - Tomentella）进化枝（18 个 OTU）等。部分 OTU 在橡树根系上很常见，而有些则很稀有，96 个 OTU 仅由单个根尖代表。此外，还发现了一些此前未被报道为 ECM 的真菌。
- 物种积累曲线：物种积累曲线未趋于平稳，表明研究没有完全涵盖所有可用的分类单元，这可能是由于每个地点采样的幼苗数量有限。未烧毁区域和中度烧毁区域之间差异不大。
- α 多样性：多种 α 多样性指标显示，低 / 中度烧毁类别的实际丰富度和多样性最高。不同烧毁类别的物种重叠很少，说明真菌群落差异较大。
- 距离 - 基于冗余分析（dbRDA）：不同橡树种类（白橡、红橡、黑橡和栗橡）的真菌群落差异不显著，但不同火灾严重程度类别的真菌群落差异显著。此外，烟囱顶 2 号野火和规定火烧的真菌群落也有显著差异。
- Betadisper 分析：不同火灾类别中与橡树幼苗相关的根际真菌的方差差异显著。严重烧毁区域更具异质性，未烧毁和低 / 中度烧毁区域更均匀。规定火烧和野火的群落也显著不同，规定火烧的群落更均匀。
- 火烧严重程度对分类群分布的影响：最常被发现的真菌家族是红菇科（Russulaceae），但不同烧毁类别中的红菇科物种重叠很少。部分红菇属 OTU 与严重烧毁区域有关，如 Russula Ru08 和 Ru13。蜡壳菌科（Hydnangiaceae）的真菌与中度和严重烧毁有关，革菌科（Thelephoraceae）主要与未烧毁和低 / 中度烧毁有关。
- 橡树种类对 ECM 真菌 OTU 分布的影响：对三种常见橡树（红橡、白橡和栗橡）的 ECM 真菌 OTU 进行评估，发现红菇科在三种橡树根系上出现的频率大致相等。Hydnangiaceae 仅在红橡和栗橡上发现，未在白橡上出现，但总体上不同橡树种类的真菌群落差异不显著。
- 萌生根和幼苗根的差异：萌生橡树主要位于严重火灾区域，其根际真菌与高火烧区域相似。一些真菌在幼苗根和萌生根上的分布有所不同，但无法区分是火灾严重程度还是根系来源的影响。
研究结论和讨论部分指出，与研究人员最初的假设不同，火灾后橡树根系上的 ECM 真菌物种丰富度和多样性并未降低，反而有所增加，且这些多样性主要集中在红菇科、革菌科和蜡壳菌科。火灾可能通过增加土壤中 ECM 的斑块性，影响了真菌群落的组成和分布。此外，规定火烧和自然火灾的真菌群落差异明显，可能是由于火灾历史、距离和环境因素等多种原因造成的。这项研究表明，菌根真菌的可用性不太可能是橡树恢复的限制因素，但火灾对橡树根系上的菌根真菌物种组成可能有长期影响。持续观察火灾后的恢复过程，有助于进一步了解菌根真菌的招募模式，为森林管理提供参考。
总的来说，这项研究为我们揭示了火灾后橡树菌根真菌群落的变化规律，为理解森林生态系统的恢复机制提供了重要依据，也为未来的森林管理和保护工作提供了宝贵的参考。
